通信原理實(shí)驗(yàn)SystemView指導(dǎo)手冊(cè)

試驗(yàn)一圖符庫(kù)的使用畫(huà)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、理解SystemVue圖符庫(kù)的分類(lèi)

2、掌握SystemVue各個(gè)功能庫(kù)常用圖符H勺功能及其使用措施

二、試驗(yàn)內(nèi)容

按照實(shí)例使用圖符構(gòu)建簡(jiǎn)樸的通信系統(tǒng)，并理解每個(gè)圖符的功能。

三、基本原理

SystcmVue的圖符庫(kù)功能十分豐富，一共分為如下幾種大類(lèi)

1.基本庫(kù)

SyslcmVicw的基本庫(kù)包括信源庫(kù)、算子庫(kù)、函數(shù)庫(kù)、信號(hào)接受器庫(kù)等，它為該系統(tǒng)仿真提供了最基本的工具。

向（信源庫(kù)）：SystemView為我們提供了16種信號(hào)源，可以用它來(lái)產(chǎn)生任意信號(hào)

而（算子庫(kù)）功能強(qiáng)大的算子庫(kù)多達(dá)31種算子，可以滿(mǎn)足您所有運(yùn)算的規(guī)定

扇（函數(shù)庫(kù)）32種函數(shù)盡顯函數(shù)庫(kù)的強(qiáng)大庫(kù)容！

畫(huà)（信號(hào)接受器庫(kù)）12種信號(hào)接受方式任你挑選，要做任何分析都難不倒它

2.擴(kuò)展功能庫(kù)

擴(kuò)展功能庫(kù)提供可選擇的可以增長(zhǎng)關(guān)鍵庫(kù)功能的用于特殊應(yīng)用時(shí)庫(kù)。它容許通信、DSP、射頻/模擬和邏輯應(yīng)

用。

如乘法器、加法器、除法器和反相器的圖標(biāo)代表真正的DSP算法操作符。還包括高級(jí)處理工具：混合的Radix

FFT、FIR和IIR濾波器以及塊傳播等。

畫(huà)國(guó)（邏輯運(yùn)算庫(kù)）：邏輯運(yùn)算自然離不開(kāi)邏輯庫(kù)了，它包括象與非門(mén)這樣的通用器件的圖標(biāo)、74系列器

件功能圖標(biāo)及顧客自己的圖標(biāo)等。

IS（射頻/模擬庫(kù)）：射頻/模擬沖?支持用于射頻設(shè)計(jì)I句關(guān)鍵的電/組件，例如：混合器、放人心和功率分派

器等。

3.擴(kuò)展顧客庫(kù)

擴(kuò)展的顧客庫(kù)包括有擴(kuò)展通信庫(kù)2、IS95/CDMA、數(shù)字視頻廣播DVB等。

通信庫(kù)2:擴(kuò)展的通信庫(kù)2重要對(duì)本來(lái)的通信庫(kù)加了時(shí)分復(fù)用、OFDM調(diào)制解調(diào)、QAM編碼與調(diào)制解調(diào)、卷積

碼收縮編解碼、GOLD碼以及多種衰落信道等功能。4.5版中，通信庫(kù)2已被合并到基本通信底中。

1S95庫(kù)：IS95庫(kù)為設(shè)計(jì)CDMA和個(gè)人通信系統(tǒng)提供了一種快捷的工具。除「產(chǎn)生CDMA所需的信號(hào)發(fā)生器模型、

調(diào)制解調(diào)信號(hào)模型外，還設(shè)計(jì)了復(fù)合IS95提議的CDMA所有信道模型，可按兩種速率工作。

四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)

第一部分：計(jì)算信號(hào)的平方

1）從基本圖符庫(kù)中選擇信號(hào)源圖符，選擇正弦波信號(hào)，參數(shù)設(shè)定中設(shè)置幅度為1,頻率為10Hz,相位為0°

4）將圖符進(jìn)行連接，運(yùn)行仿真，最終止果如下圖所示:

第二部分常規(guī)雙邊帶條幅（AM）

1）按快捷鍵用F切換到通信圖符庫(kù)Comm,從圖符庫(kù)中拖動(dòng)一種圖符IB至設(shè)計(jì)窗口，雙擊該圖符，選

擇調(diào)制器“Modulalors”中的“DSB-AM”，并在參數(shù)設(shè)置窗口中的文字框中輸入幅度IV,頻率1000Hz,

調(diào)制度0.5,確認(rèn)退出，圖符變成血。

2）放置兩個(gè)接受器圖符，用于接受調(diào)制信號(hào)和己調(diào)信號(hào)波形。

3）對(duì)圖符進(jìn)行連線(xiàn)，如下圖所示：

雙邊帶調(diào)幅信號(hào)的頻譜…

調(diào)制信號(hào)：定弦

頻率：100Hz

一巾瞄IV

這個(gè)例子

用來(lái)練習(xí)使

用分析窗的

接收計(jì)算器

起始相位=0deg

幼饕懿調(diào)由盛Med=0R

試驗(yàn)二信號(hào)的時(shí)域與頻域分析試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握信號(hào)的時(shí)域與頻域的分析措施

2、掌握SystemVue分析窗口的使用。

3、能運(yùn)用分析窗口對(duì)波形進(jìn)行時(shí)域與頻域H勺分析

二、試驗(yàn)內(nèi)容

1、建立簡(jiǎn)樸的調(diào)制系統(tǒng)，并使用分析窗口對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行時(shí)域與頻域的分析，得出分析成果。

三、基本原理

分析窗口是顧客觀(guān)測(cè)SystemVue數(shù)據(jù)輸出的基本工具。如圖所示。有多種選項(xiàng)可以增強(qiáng)顯示的靈活性

和用途。這些功能可以通過(guò)單擊分析窗工具條上的快捷按鈕或通過(guò)下拉菜單來(lái)激活。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗口中單擊

分析窗口按鈕，即可訪(fǎng)問(wèn)分析窗口。在分析窗口中單擊系統(tǒng)按鈕即可返回系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗口。分析窗口包括標(biāo)題

欄、菜單欄、工具條、滾動(dòng)條、活動(dòng)圖形窗口和提醒信息區(qū)。同設(shè)計(jì)窗口同樣，滾動(dòng)條包括用于左右滾動(dòng)的

水平滾動(dòng)條和用于上下滾動(dòng)的垂直滾動(dòng)條；提醒信息區(qū)顯示分析窗口的狀態(tài)信息、坐標(biāo)信息和分析的進(jìn)度指

示：活動(dòng)圖形窗顯示輸出的多種圖形，如波形圖、功率譜、眼圖等.

四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)

1、點(diǎn)擊菜單欄的File,選擇NewSystem建立一種新文獻(xiàn)。

2、建立一種常規(guī)雙邊帶的調(diào)制系統(tǒng)，如試驗(yàn)一所示。

3、單擊需“Analysis”快捷按鈕進(jìn)入分析窗口，這時(shí)應(yīng)當(dāng)可以看到兩個(gè)圖形，一種是100HzH勺正弦信

號(hào)，另一種是調(diào)制后的信號(hào)?？蓞⒄辗治龃翱诠ぞ邨l，根據(jù)個(gè)人習(xí)慣重新調(diào)整窗口顯示排列。

4、對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行譜分析。單擊,接受計(jì)算器按鈕，出現(xiàn)如圖1.12所示I內(nèi)接受計(jì)算器選擇窗口,

選擇“Spcclrum”分析按鈕，并分兩次選中WO、W1,就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)新H勺圖形W2、W3,分別對(duì)應(yīng)前

面兩個(gè)波形I為頻譜圖，其中一種出目前100Hz的位置上（對(duì)應(yīng)未調(diào)制町E弦波），另一種在中心頻率

5、對(duì)調(diào)制信號(hào)和已調(diào)信號(hào)的頻譜進(jìn)行疊繪。

迪w4:Overlayw2:PowerSpectiuaofAI-BOdoutput(dBm50ohas),>3:Po,.?.J)叵1X|

五、試驗(yàn)成果

1、分別讀取已調(diào)信號(hào)頻譜中的上卜邊帶H勺峰值點(diǎn)。

2、修改雙邊帶調(diào)制信號(hào)的調(diào)制參數(shù)，觀(guān)測(cè)調(diào)制參數(shù)的變化對(duì)己調(diào)信號(hào)時(shí)域和頻域上施加的影響，并作好

記錄。

試驗(yàn)三信號(hào)的運(yùn)算

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握SystemVue中函數(shù)庫(kù)與算子庫(kù)的使用

2、深入熟悉SystemVue中分析窗口的使用

二、試縫內(nèi)容

I、熟悉函數(shù)庫(kù)中常用圖符的功能，并使用對(duì)應(yīng)的圖符完畢信號(hào)的運(yùn)克操作

三、基本原理

規(guī)定設(shè)計(jì)的串具有如下功能：

1、串連接

2、串比較

3、求子串

四、試蛉環(huán)節(jié)

第一部分：實(shí)現(xiàn)高斯函數(shù)

1.選擇信源圖符庫(kù)，并選擇Aperiodic下的Time圖符，增益參數(shù)設(shè)定為1,表達(dá)一種線(xiàn)性

增長(zhǎng)的信號(hào)。

2.選擇函數(shù)庫(kù)的Polynomial（多項(xiàng)式）圖符，對(duì)信號(hào)代入多項(xiàng)式。設(shè)定多項(xiàng)式為t-4,即

X'X'，XJ,X2系數(shù)均設(shè)定為也而X和X11系數(shù)分別設(shè)定為1和-4。

3.選擇Function圖符庫(kù)下的X'a圖符，用來(lái)表達(dá)信號(hào)內(nèi)a次方，按照函數(shù)式，a=2°

4.在Operalor（笄于庫(kù)）中選擇Negale圖符，表達(dá)負(fù)號(hào)。

5.選擇Function圖符庫(kù)下的a'x圖符，用來(lái)表達(dá)a的x次方，按照函數(shù)式，a=e=2.71828。

sin(f)

第二部分實(shí)現(xiàn)函數(shù)1-

1.設(shè)定仿真時(shí)間參數(shù)，設(shè)定仿真時(shí)間為20秒，采樣頻率20Hz。

2.選擇信源圖符庫(kù)，并選擇Aperiodic下的Time圖符，增益參數(shù)設(shè)定為1,表達(dá)一種線(xiàn)性

增長(zhǎng)的信號(hào)。

3.選擇函數(shù)庫(kù)的Polynomial(多項(xiàng)式)圖符，對(duì)信號(hào)代入多項(xiàng)式。設(shè)定多項(xiàng)式為t+e'°(防止

出現(xiàn)仿真時(shí)間為0時(shí)的分母為。的狀況)。

4.選擇Fuucli”圖符庫(kù)下的X、圖符，用來(lái)衣達(dá)信號(hào)的a次方，按照函數(shù)式，a—U

5.選擇信源圖符庫(kù)，并選擇一正弦信號(hào)，設(shè)定其幅度為1,頻率為0.15Hz。

sin(/)

6.將兩路信號(hào)通過(guò)相乘器相乘得到丁信號(hào)，并通過(guò)接受器顯示，最終仿真成果如下圖所

示:

五、試驗(yàn)成果

1、畫(huà)出程序的流程圖

2、給出程序執(zhí)行I向成果［UI1批注IUI]:

試驗(yàn)四信號(hào)的分解與合成

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、理解光纖接入網(wǎng)波分復(fù)用原理。

2、掌握波分第用技術(shù)及實(shí)現(xiàn)措施。

二、試蛉內(nèi)容

編寫(xiě)一種具有基本功能的二叉樹(shù)

三、基本原理

為了便于研究信號(hào)傳播和信號(hào)處理等問(wèn)題，往往將某些信號(hào)分解為比較簡(jiǎn)樸(基本)的信號(hào)

分量之和。分解的措施有多種，常見(jiàn)的分析措施有：直流分量與交流分量，偶分量與奇分量，膿

沖分量與正交函數(shù)集等。其中將信號(hào)分解為正交函數(shù)集的研究措施在信號(hào)與系統(tǒng)理論中占有重要

地位。傅立葉分析法是常見(jiàn)的一種，一種矩形信號(hào)可分解為：

4111

/(x)=—[sinx+-sin3x+-sin5x+A+--------sin(2?-l)x+A]

n352n-l

由此可看出，其傅立葉展開(kāi)式只具有奇次諧波分量1.3,5...2nT,于是可按照下圖對(duì)方波

信號(hào)進(jìn)行分解，然后再通過(guò)相加器進(jìn)行信號(hào)的合成。

四、試晚環(huán)節(jié)

1、設(shè)定系統(tǒng)的仿真時(shí)間參數(shù)：仿真時(shí)間為20秒，采樣頻率為IKIIz,采樣點(diǎn)數(shù)為20480

個(gè)。

2、從信源圖符中選擇膿沖信號(hào)，設(shè)定其為方波，頻率為10Hz

3、分別設(shè)定6個(gè)帶通濾波器,通帶頻率分別為10Hz,30Hz,50llz,70llz,90Hz,帶寬都

為2Hz,通帶增益為OdB,阻帶增益為-60dB。信號(hào)通過(guò)這6個(gè)帶通濾波器后來(lái)分別得

到1,3,5,7,9次諧波分量。

4、為每個(gè)諧波分量連接一種接受器，觀(guān)測(cè)6個(gè)諧波分量時(shí)波形

5、將6個(gè)諧波分量通過(guò)加法器進(jìn)行看加，得到合成后來(lái)的信號(hào)波形。

6、試驗(yàn)成果

1、畫(huà)出原方波信號(hào)的頻譜圖，并與合成后來(lái)的波形信號(hào)頻譜圖進(jìn)行比較

2、給出程序執(zhí)行口勺成果IU21批注IL2］：

試驗(yàn)五數(shù)字基帶傳播系統(tǒng)仿真試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、加深對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)傳播的無(wú)失真條件的理解。

2、熟悉奈奎斯特第一準(zhǔn)則的驗(yàn)證措施

3、掌握眼圖的仿真措施并理解其在數(shù)字基帶傳播系統(tǒng)中I向作用。

二、試驗(yàn)內(nèi)容

1.驗(yàn)證奈奎斯特第一準(zhǔn)則。

2.觀(guān)測(cè)眼圖。

三、基本原理

傳播數(shù)字基帶信號(hào)受到約束的重要原因是系統(tǒng)的頻率特性，當(dāng)基帶脈沖信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)時(shí)，系

統(tǒng)的消波作用使脈沖拖寬，在時(shí)域上，它們垂桎到附近的時(shí)隙中去。接受端按約定的時(shí)隙對(duì)各點(diǎn)

進(jìn)行抽樣，并以抽樣時(shí)刻測(cè)定的佰號(hào)幅度為根據(jù)進(jìn)行判決，來(lái)導(dǎo)出原脈沖的消息，若重疊到臨近

時(shí)隙內(nèi)的信號(hào)太強(qiáng)，就也許發(fā)生錯(cuò)誤判決，從而產(chǎn)生碼間串?dāng)_。

奈奎斯特第一準(zhǔn)則給出了消除這種碼間干擾的措施，并指出了信道帶寬與碼速率的基木關(guān)系，

即

&=9=2八=2叭

其中Rh為傳碼率，單位為B/s（波特/秒）。fN和BN分別為理想信道的低通截止頻率和奈奎斯

特帶寬。

假定有一數(shù)字基帶信號(hào)，其碼速率為100b/$,則按照奈奎斯特第一準(zhǔn)則，為保證數(shù)字基帶信

號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鞑?，傳播信道的帶寬必須要?0Hz以上。同理，假如數(shù)字基帝信號(hào)的碼速率高于

l<K)b/s,則在50Hz的帶寬下不能保證信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鞑ァ?/p>

四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)

第一部分：驗(yàn)證奈奎斯特第一準(zhǔn)則

1、設(shè)定系統(tǒng)的仿真時(shí)間參數(shù)：條樣頻率設(shè)定為1000Hz,采樣點(diǎn)位512個(gè)

2、放置信號(hào)源：碼速率為100b/s的偽隨機(jī)信號(hào)

3、放置用于整型的升余弦滾減少通濾波器，其截止頻率設(shè)定為50Hz,在60Hz處有60dB口勺

衰落，相稱(chēng)于一種帶寬為50Hz的信道

4、為了模擬傳播的噪聲，將低通濾波益的輸出比加上一種高斯噪聲，設(shè)上其原則差為0.1。

5、接受端由一種低通FIR濾波器、一種抽樣器、一種保持器和一種緩沖器構(gòu)成，分別完畢信

號(hào)的消波，抽樣，判決以及整型輸出。其中抽樣器的抽樣頻率與數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)率一致，設(shè)為

100Hz。為了比較發(fā)送端和接受端的波形，在發(fā)送端的接受器前和升余弦滾降濾波器后各加入了一

和延遲圖符。最終的仿真系統(tǒng)如下圖所示：

■???1一-?????????ala?a????J??????▲一?????」????????

I波形無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件

奈奎斯特第一準(zhǔn)則T|

1、關(guān)閉噪聲信號(hào)，運(yùn)行仿真，將輸入信號(hào)波形與輸出信號(hào)波形進(jìn)行疊加，觀(guān)測(cè)仿真成果。

2、啟動(dòng)噪聲信號(hào)，比較輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的波形

3、變化噪聲幅度，觀(guān)測(cè)輸出信號(hào)的變化。

4、將偽隨機(jī)信號(hào)的碼速率修改為110b/s,運(yùn)行仿真，再次觀(guān)測(cè)輸入輸出信號(hào)波形的差異。

第二部分：眼圖的觀(guān)測(cè)

一般眼圖可以用如圖3.1所示的圖形來(lái)描述，由此圖可以看出，（1》眼圖張開(kāi)的寬度決定了

接受波形可以不受串?dāng)_影響而抽樣再生的時(shí)間間隔。顯然，最佳抽樣時(shí)刻應(yīng)選在“目艮”張開(kāi)最

大口勺時(shí)刻。（2）眼圖斜邊的斜率，表達(dá)系統(tǒng)對(duì)定期抖動(dòng)（或誤差）的敏捷度，斜邊越陡，系統(tǒng)對(duì)定

期抖動(dòng)越敏感.（3）眼圖左（右）角陰影部分的水平寬度表達(dá)信號(hào)零點(diǎn)的變化也圍，稱(chēng)為零點(diǎn)失真

量。在許多接受設(shè)備中，定期信息是由信號(hào)零點(diǎn)位置來(lái)提取的，對(duì)于這種設(shè)備，零點(diǎn)失真量很重

要。（4）在抽樣時(shí)刻,陰影區(qū)的垂直寬度表達(dá)最大信號(hào)失真量。（5）在抽樣時(shí)刻上、下兩陰影區(qū)

間隔的一分之一是最小噪聲容限，噪聲瞬時(shí)但超過(guò)它就有也許發(fā)生錯(cuò)誤判決。（6）橫軸對(duì)應(yīng)判決

門(mén)限電平。

圖3.1眼圖

為了研究因噪聲和信道帶寬引起的信號(hào)失真與眼圖的關(guān)系，我們可以用如圖3.2所示的

SystemView仿真電路來(lái)觀(guān)測(cè)，圖中，信號(hào)源（圖符0）采用幅度為1V、速率為100b/s的

偽隨機(jī)序列，信道用?種50Hz的低通濾波器（圖符5）來(lái)模擬，并在信道中加入了噪聲（圖

符3),設(shè)定信噪比(SNR)為10dB,在接受器圖符前加入了一種抽樣器圖符，用來(lái)調(diào)整輸出采樣

率，以配合SystomViow接受計(jì)算界的時(shí)間切片給圖功能來(lái)觀(guān)測(cè)眼圖.時(shí)間切片繪圖功能可

以把接受計(jì)算器在多種時(shí)間段內(nèi)記象到的數(shù)據(jù)重在起來(lái)顯示，時(shí)間段的起始位置和長(zhǎng)度都可由

計(jì)算器來(lái)設(shè)置。為了澗足時(shí)間切片用期和碼元同步，并且能完整地觀(guān)測(cè)到一種眼圖的規(guī)定，一

般將時(shí)間切片的長(zhǎng)度設(shè)置為目前采樣率下采樣周期的兩倍時(shí)長(zhǎng)，例如，采樣頻率為100Hz,采

樣周期為10ms,則時(shí)間切片應(yīng)設(shè)為20ms。時(shí)間切片長(zhǎng)度的設(shè)置如圖3.3所示，在接受計(jì)算器

窗口下選菜單中的“Style”項(xiàng)，再輸入“TimeSlice”口勺參數(shù)，按“0K”按鈕后確定退出，

即可看到生成的眼圖，如圖3.4和3.5所示。變化噪聲幅度，重新運(yùn)行系統(tǒng)，可觀(guān)測(cè)到眼圖的

“眼”張開(kāi)的幅度變小，同樣，變億信道的帶寬，也可觀(guān)測(cè)到眼圖的變化。

統(tǒng)實(shí)”圖

3m

Source：PNSeqSource：Operator：Operator：

Aap=1vGaussNoiseLinearSysSanpler

Of=0vStdDev=DSPlodrIntrrpnlnting

Kate=100Hz500.e-3vDisabledKate=100Hz

Levels=2■can=0vButterwort(Token2)

Phase二0desOutKate-hLowpass

OutRateL.e^3HzHR

l.e43Hz(Token3)3Poles

(Tukmi0)Fc-50Hz

OutKate=

1.73Hz

(Tokenb)

圖3.2用「眼圖觀(guān)測(cè)的基帶傳播系統(tǒng)仿典電路

圖3.3時(shí)間片的長(zhǎng)度設(shè)置

圖3.4信道無(wú)噪聲時(shí)觀(guān)測(cè)到的眼圖

圖3.5信道信噪比KMB時(shí)觀(guān)測(cè)到的眼圖

五、試蛉成果

1.畫(huà)出仿真過(guò)程中的有關(guān)波形;

2.分析碼速與碼間串?dāng)_間的關(guān)系，根據(jù)仿真中觀(guān)測(cè)到的眼圖描述各仿真參數(shù)對(duì)眼圖的影響。

試驗(yàn)六數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真試驗(yàn)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握ASK,PSK（DPSK）和多進(jìn)制數(shù)字鍵控等數(shù)字調(diào)制技術(shù)的原理

2、掌握數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)仿真的措施

二、試縫內(nèi)容

I,設(shè)計(jì)一種數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)

2、編寫(xiě)一種帶有拓?fù)渑判蚬δ軆?nèi)有向無(wú)環(huán)圖

三、基本原理

當(dāng)調(diào)制信號(hào)位二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)時(shí)，這種調(diào)制稱(chēng)為二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制,在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制

中，載波I向幅度、頻率或相位只有兩種變化狀態(tài)，常用的二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制方式有如下幾種:

二進(jìn)制振幅鍵控調(diào)制（2ASK）、二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）、二進(jìn)制移相謎控（2PSK）和二

進(jìn)制相對(duì)（或差分）相位鍵控（2DPSK）。

1、二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）

I）調(diào)制措施

2ASK信號(hào)可表達(dá)為：

e0（i）=s（r）cos<yj=-nTt）］cos（oct

n

式中，g⑴是持續(xù)時(shí)間為T(mén)s的矩形脈沖，即：

_jl拒小2{0以概率P出現(xiàn)

,?（0=|0其它r以概率1-P出現(xiàn)

產(chǎn)生2ASK的措施杓兩種，如圖所示。

,________開(kāi)關(guān)電路

畫(huà)1臂器1耳鬻國(guó)］

COS(Dcl”,,1

丸)

2ASK調(diào)制原理框圖

對(duì)應(yīng)的調(diào)制輸出如下圖所示：

wvwwwwwwm

2^—WVWv—W

2)2ASK信號(hào)時(shí)解調(diào)

相干解調(diào)法:

COSO)/定時(shí)脈沖

相干解調(diào)法

包絡(luò)檢波法

包絡(luò)檢波法定時(shí)昧沖

2,二進(jìn)制頻移鍵控(2FSK)

1)調(diào)制措施

2FSK信號(hào)可表達(dá)為:

t(1)=4(r)cos?，+*“)+$式，)cos?r+仇)

=E4g(L"1)】cos@r+e,)

n

+[IXga-〃z)]cos(為+o?)

小力2

g(r)=-

式中，g⑴是持續(xù)時(shí)間為T(mén)s的矩形脈沖，即：1°其它r

_0以概率P出現(xiàn)

“"一[1以概率1-P出現(xiàn)和為死的反碼

產(chǎn)生2FSK的措施有兩種，如圖所示。

FSK調(diào)制信號(hào)的輸出如下圖所示:

工VWWWW

hMWWWWWW帥

S(t)^_j-^~““卜?臼?！?/p>

2鄧K\/WWWVW\A/

2)解調(diào)措施

2FSK信號(hào)有兩種基本解調(diào)措施：非相干解調(diào)和相干解調(diào),此外，尚有鑒頻法、過(guò)

零檢測(cè)法和差分檢波法。

包絡(luò)檢波法

相干解調(diào)法

costal/

四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)

2ASK仿真部分：

1、根據(jù)2ASK調(diào)制原理，采用相乘器或者開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生2ASK信號(hào)，用SysternVue仿真

實(shí)現(xiàn)，觀(guān)測(cè)輸出的2ASK波形。

2、計(jì)算ASK信號(hào)的帶寬，并與運(yùn)用分析窗口得到的信號(hào)功率譜進(jìn)行對(duì)比。

3、根據(jù)信號(hào)的帶寬設(shè)定合適的帶通濾波器，并采用非相干解調(diào)法（包絡(luò)檢波法）或者相

干解訓(xùn)法對(duì)產(chǎn)生的2ASK隹號(hào)進(jìn)行解洞，注怠緩沖器中判決門(mén)限電平內(nèi)設(shè)宣，觀(guān)測(cè)解

調(diào)后的信號(hào)的波形，并與原波形進(jìn)行比較。

4、詳細(xì)II勺仿真系統(tǒng)如下圖所示:

12ASK（OOK）信號(hào)的解調(diào)原理

?非相干解調(diào)法?

商同矗畫(huà)二a

相干解調(diào)法

FSK仿真部分:

1、根據(jù)2FSK調(diào)制原理.采用相堪器或者開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生2FSK信號(hào).用SystemVue仿真

實(shí)現(xiàn)，觀(guān)測(cè)輸鋁的2FSK波形。

2、計(jì)算2FSK信號(hào)口勺帶寬，并與運(yùn)用分析窗口得到的信號(hào)功率譜進(jìn)行對(duì)比。

3、根據(jù)信號(hào)的帶寬設(shè)定合適的帶通源波器，（若基帶信號(hào)H勺碼速率為10b/s,載波頻率為

150Hz和100Hz,則可設(shè)定帶通濾波器I向兩個(gè)施止頻率分別為120Hz和170Hz）并采用

非相干解調(diào)法（包絡(luò)檢波法）或者相干解調(diào)法對(duì)產(chǎn)生的2FSK信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，（其中

包絡(luò)檢波簽可采用做止順率為5Hz的低通濾波普衣達(dá)）觀(guān)測(cè)解嗣后的信號(hào)的波形，井

與原波形進(jìn)行比較。

4、詳細(xì)的仿真系統(tǒng)如下圖所示:

|2FSK的非相干解調(diào)

五、試驗(yàn)成果

】、假定數(shù)字基帶信號(hào)的碼速率為10b/s,采用頻率為30Hz的轂波進(jìn)行2ASK調(diào)制，試畫(huà)出

2ASK信號(hào)的頻譜圖。

2,修改ASK中緩沖器的判決門(mén)限電平，解調(diào)輸出的波形將發(fā)生什么變化？

3、假定數(shù)字基帶信號(hào)的碼速率為10b/s,采用頻率為100Hz和150Hz的載波進(jìn)行2FSK調(diào)

制,試畫(huà)出2FSK信號(hào)的頻譜圖。

試驗(yàn)七模擬信號(hào)的數(shù)字傳播仿真

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握PCM的編碼原理。

2.掌握PCM編碼信號(hào)的壓縮與擴(kuò)張的實(shí)現(xiàn)方式

二、試躲內(nèi)容

1、設(shè)計(jì)一種PCM調(diào)制系統(tǒng)的仿真模型

2,采用信號(hào)口勺壓縮與擴(kuò)張方式來(lái)提高信號(hào)的信噪比

三、基本原理

在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，以PCM（脈沖編碼調(diào)制）為代表的編碼調(diào)制技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于模擬信

號(hào)和數(shù)字傳播中，所謂脈沖編碼調(diào)制，就是將模擬信號(hào)的抽樣量化值變換成代碼，其編碼方式如

下圖所示：

噪聲

PCM編碼通過(guò)抽樣、量化、編碼三個(gè)環(huán)節(jié)將持續(xù)變化I向模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼。為了便于用數(shù)

字電路實(shí)現(xiàn)，其量化電平數(shù)一般為2的整多次耗，這樣可以將模擬信號(hào)量化為二進(jìn)制編碼形式。

其量化方式可分為兩種：

均勻量化編碼：

常用二進(jìn)制編碼，道要有自然二進(jìn)出和折疊二進(jìn)碼兩種。

非均勻量化編碼：

常用13折線(xiàn)編碼，它用8位折疊二進(jìn)碼來(lái)表達(dá)輸入信號(hào)的抽樣量化值，第一位表達(dá)量化值的

極性，第二至第四位（段落碼）的8種也許狀態(tài)分別代表8個(gè)段落的起始電平，其他4位碼（段

內(nèi)碼）的16種狀態(tài)用來(lái)分別代表每一段落的16個(gè)均勻劃分的量化級(jí).

一般狀況下，我們采用信號(hào)壓縮與擴(kuò)張技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)非均勻量化，就是在保持信號(hào)固有的動(dòng)態(tài)

范圍的前提下，在量化前將小信號(hào)放大，而將大佶號(hào)進(jìn)行壓縮。采用信號(hào)壓縮后，用8位編碼就

可以表達(dá)均勻戰(zhàn)化II位編碼是才能表達(dá)的動(dòng)態(tài)范圍，這樣能有效地提高校信號(hào)編碼時(shí)的信噪比。

四、試驗(yàn)環(huán)節(jié)

在SyslemVuc系統(tǒng)仿真軟件中,系統(tǒng)提供了A律和u律兩種原則的壓縮氣和擴(kuò)張器，

顧客可以根據(jù)需要選用其中?種進(jìn)行仿真試驗(yàn)。

1.設(shè)置一種均值為0,原則差為0.5的具有高斯分布的隨機(jī)信號(hào)作為仿真用的模擬信號(hào)源。

2,在信號(hào)源的后方放置一種巴特沃思代通濾波器，設(shè)置其截止頻率為10Hz,濾除高頻分量。

3.在濾波器右側(cè)放置一種A律13折線(xiàn)的壓縮器（在通信庫(kù)的Processors標(biāo)簽下），對(duì)信號(hào)進(jìn)行

壓縮，并設(shè)定最大輸入為IV。

4,放置一種模數(shù)轉(zhuǎn)換器（在邏輯庫(kù)下的MixSignal中），對(duì)壓縮的模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣量化，并

編碼為數(shù)字信號(hào)，根據(jù)PCV的規(guī)定，設(shè)定編碼位數(shù)為8位，輸出真假值為1和0,閾值為0.5,最

大最小輸入為正負(fù)1.28v；并放置一種100HzII勺采樣時(shí)鐘信號(hào)時(shí)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣。由此可得出8

位編碼的PCM信號(hào)。

5、放置?種數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將編碼好FJPCM信號(hào)用新還原為模擬信號(hào)。數(shù)模轉(zhuǎn)換器的參數(shù)設(shè)置與

模數(shù)轉(zhuǎn)換器基本相似

6、將模數(shù)轉(zhuǎn)換招的8個(gè)數(shù)據(jù)位與數(shù)模轉(zhuǎn)換將相對(duì)應(yīng)的8個(gè)數(shù)據(jù)位相連，將數(shù)字信號(hào)送入數(shù)模轉(zhuǎn)

成器。

7,放置一種擴(kuò)張器，接受從數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的通過(guò)壓縮的模擬信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)張，還原為

原始信號(hào)，參數(shù)的設(shè)置與壓縮器基木相似“最終的仿貢系統(tǒng)如卜.國(guó)所示，

PC?編碼的壓縮與擴(kuò)張

檢入信號(hào)||壓縮信號(hào)|：|還原信號(hào)

@BlH廚里

快空向隹而鐘I

五、試胎成果

1、畫(huà)出仿真系統(tǒng)中各個(gè)接受器的波形R國(guó)批注[U3]:

試驗(yàn)八差錯(cuò)控制編碼仿真

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握差錯(cuò)控制編碼H勺實(shí)現(xiàn)技術(shù)以及仿真措施

二、試驗(yàn)內(nèi)容

3、設(shè)計(jì)一種PCM調(diào)制系統(tǒng)的仿真模型

4,采用信號(hào)的壓縮與擴(kuò)張方式來(lái)提高信號(hào)的信噪比

三、基本原理

1、線(xiàn)性分組碼的基本概念：

線(xiàn)性分組碼（n,k）中許用碼字（組）為2k個(gè)。定義線(xiàn)性分組碼的加法為模2和，

乘法為二進(jìn)制乘法。即1+1=0、1+0=1、04-1=1,0+0=0：1x1=1.1x0=0,0x0=0x0x1=0。

且碼字二，"—%“田與碼字‘“，4）的運(yùn)算在各個(gè)對(duì)應(yīng)比特位上符合

上述二進(jìn)制加法運(yùn)算規(guī)則。

線(xiàn)性分組碼具有如F性質(zhì)（n,k）的性質(zhì)：

1）封閉性。任意兩個(gè)碼組的和還是許用的碼組。

2）碼的最小距離等于非零鳥(niǎo)的最小碼用。

對(duì)于碼組長(zhǎng)度為n、信息碼元為k位、監(jiān)督碼元為r=n-k位的分組碼，常記作（n,

k）碼，假如滿(mǎn)足2r—12n,則有也許構(gòu)造出糾正一位或一位以上錯(cuò)誤的線(xiàn)性碼。

下面我們通過(guò)（7,4）分組碼的例子來(lái)闡明怎樣詳細(xì)構(gòu)造這種線(xiàn)性碼。設(shè)分組碼（n.

k）中，k=4,為能糾正一位誤碼，規(guī)定r23?，F(xiàn)取r=3,則n=k+r=7,我們用

aOala2a311435a6表達(dá)這7個(gè)碼元，用SI、S2、S3表達(dá)由三個(gè)監(jiān)督方程式計(jì)算得到的校正

子，并假設(shè)三位SI.S2.S3校正子碼組與誤碼位置的對(duì)應(yīng)美系如卜表12.2所示“

<7,4）碼校正子與誤碼位置

S1S2S3誤碼位置S1S2S3誤碼位置

(X)la()101a4

010al110a5

100a2IIIa6

011a3000無(wú)錯(cuò)

山衣可知，當(dāng)誤鳥(niǎo)位置在a2、a4、a5、a6時(shí)，校正TSI=1；否則SI=O。因此有

Sl=a6?a5?a4?a2,同理有S2=a6$a5$a3舟al和S3=a6?a4?a3?a0o在編碼時(shí)a6、

a5、a4>a3為信息碼元，a2、al、aO為監(jiān)督碼元。則監(jiān)督碼元可由如下監(jiān)督方程唯?確

定

%,④/中冉.02,⑥色?<4.

,z

%，名。.國(guó)a*田4,■。即a,-?*?4tJ,

由上面方程可得到表12.3所示的16個(gè)許用碼組。在接受端收到好個(gè)碼組后，計(jì)算出

SI、S2、S3,假如不全為0,則表達(dá)存在錯(cuò)誤，可以由表12.2確定錯(cuò)誤位置并予以糾正。

例如收到碼組為0000011,可算出SIS2s3=011.由表12.2可知在a3二有一誤碼。通過(guò)觀(guān)

測(cè)可以看出，上述（7,4）內(nèi)的最小碼距為dmin=3,它能糾正一種誤碼或檢測(cè)兩個(gè)誤

碼。假如超過(guò)糾錯(cuò)能力則反而會(huì)因“亂糾”出現(xiàn)新的誤碼。

（7,4）許用碼組

信息位監(jiān)督位信息位監(jiān)督位

a6a5a4a3a2a1aOa6a5a4a3a2a1aO

00000001000111

0001Oil1001100

(X)l()1011010()1()

001111()1011(K)l

01001101100001

01011011101010

0110on111()l(X)

0111000IlliIII

上述措施構(gòu)造的J能糾正單個(gè)誤碼的線(xiàn)性分組碼又稱(chēng)為漢明碼。它具有如下某些掙點(diǎn)：

碼長(zhǎng)n=2m-l,最小碼距為d=3,信息碼氏k=2n-m-l,糾錯(cuò)能力t=l,監(jiān)督碼氏r

=n-k=m?這里m為22的E整數(shù)。給定m后，就可構(gòu)造出漢明碼（n,k）.

2、（7,4）漢明碼的編譯碼仍真：

圖12.1所示為（7,4）漢明碼的編碼器電路原理圖,圖12.2為對(duì)應(yīng)的譯碼器電路原

理圖。根據(jù)上述兩圖可構(gòu)建如圖12.3所示的仿真原理圖。

該仿真原理圖包括兩個(gè)子系統(tǒng)，分別是（7,4）漢明碼的編碼器和譯碼器。仿真時(shí)的信

號(hào)源采用了一種PROM,并由顧客白定義數(shù)據(jù)內(nèi)容，數(shù)據(jù)的輸出由一種計(jì)數(shù)器來(lái)定期驅(qū)

動(dòng)，每隔一秒輸出一種4位數(shù)據(jù)（PROMII勺8位僅用了其中4位），由編碼器子系統(tǒng)編碼

轉(zhuǎn)換后成為7位漢明碼，通過(guò)并串轉(zhuǎn)換后傳播，其中口勺并串、串并傳換電路使用了擴(kuò)展

通信庫(kù)2中的時(shí)分復(fù)用合路器劃分路器圖符，該合路器和分路器最大為16位長(zhǎng)度的時(shí)隙

轉(zhuǎn)換，這里定義為7位時(shí)隙。此時(shí)由于輸入輸出數(shù)據(jù)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)率不一樣，因此必須在

子系統(tǒng)的輸入端重新設(shè)置系統(tǒng)采樣率，將系統(tǒng)設(shè)置為多速率系統(tǒng)。由于原始4位數(shù)據(jù)的

刷新率為1Hz,因此編碼器的輸入端可設(shè)置重采樣率位10Hz,時(shí)分宓用合路器和分路器

的數(shù)據(jù)幀周期設(shè)為I秒，時(shí)隙數(shù)位7,則輸出采樣率為輸入采樣率的7倍，即70Hz。假

如要加入噪聲，則噪聲信號(hào)源內(nèi)采樣率也應(yīng)設(shè)為70Hz

64）漢明碼編碼器原理田

再擱網(wǎng)

（7,4）漢明碼在同器原理團(tuán)

■

■|（7,4）5明碼所譯碼仿真

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（7,4）漢明碼編注碼器仿H原理圖

圖12.3是（7,4）漢明碼編碼器的仿真子系統(tǒng)原理圖，圖12.4是其對(duì)應(yīng)的譯碼器的

仿真子系統(tǒng)原理圖。圖12.5為通過(guò)并串轉(zhuǎn)換后的（7,4）漢明碼輸出波形圖，這里僅設(shè)置J'

4秒時(shí)間長(zhǎng)度的仿真,輸出的4個(gè)數(shù)據(jù)為0、I、3、4,對(duì)應(yīng)的(7,4)漢明碼碼字為(()()00(取))、

(0001011).(0011110).(0100110),注意串行傳播的次序是先低后高的次序＜LSB)?

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